Potenciales De Reduccion

”Año del Centenario de Machu Picchu para el Mundo”

UNIVERSIDAD NACIONAL

DEL CALLAO

FACULTAD DE CIENCIAS

NATURALES Y MATEMÁTICA

ANALISIS POR INSTRUMENTACION

“POTENCIALES DE REDUCCION”

PROFESOR: Ing. CLELIA VIDAL CALDAS

NOMBRES Y CODIGOS:

Aguilar Chumpitaz Francisco 052949B

Gallegos Rimachi José A. Jesús 070948D

Ciudad universitaria, 18 de septiembre del 2011

INTRODUCCION:

El Potencial de reducción es la cuantificación de la tendencia a que tiene una molécula o elemento químico a tomar electrones, es decir, a reducirse. Para que esto ocurra debe existir otra molécula o elemento que le ceda electrones, esto es: que se oxide.

El potencial de reducción se mide frente a un valor considerado cero por convenio que es el de reducción del hidrógeno. Una reacción redox es la suma de dos semirreacciones: la que se produce en el cátodo (reducción) y la del ánodo (oxidación). Así, el potencial de la pila(Eº) vendrá dado por la diferencia de los dos potenciales de semireacción:

Eº pila = Eº reducción - Eº oxidación

O lo que es lo mismo:

Eº Celda = Eº cátodo - Eº ánodo

Los potenciales no se pueden medir de forma absoluta, por lo cual la medida se hace frente a un electrodo de potencial conocido, llamado electrodo de referencia. El signo del potencial depende del sentido en que transcurra la reacción del electrodo. Por convenio, los potenciales de electrodo están tabulados para la semirreacción de reducción. El potencial es entonces positivo, cuando la reacción que se da en el electrodo (enfrentado al de referencia) es la reducción, y es negativo cuando es la oxidación. El electrodo más común que se toma como referencia para tabular potenciales de electrodo es el del par H+(ac, 1M)/H2 (1 atm), que se denomina electrodo de referencia o normal de hidrógeno, al cual se le ha asignado por convenio el valor de 0 V.

OBJETIVOS:

- Determinar los potenciales de reduccion de cinco metales en relacion con un metal

Elegido arbitrariamente.

- Medir el voltaje, o diferencia de potencial, entre varia parejas de semicelda.

FUNDAMENTO TEORICO:

Una voltaica utiliza una reacción espontánea de oxidación-reducción para producir energía eléctrica. Introduciendo un trozo de metal en una disolución que contiene un cation del metal se produce una semicelda voltaica. Por ejemplo, un trozo de cobre en una disolución de sulfato de cobre (CuSO4 o Cu+2) es una semicelda voltaica.

En esta semiversion de una pila voltaica, la semicelda consiste de una pequeña pieza de metal. Introducida en tres gotas de su correspondiente solución cationica sobre un filtro de papel. El siguiente dibujo muestra la preparación de una semicelda voltaica sobre un filtro de papel. Una barrera porosa o un puente salino normalmente separa las dos semirreacciones. En este caso el puente salino esta compuesto de varias gotas de disolución acuosa de nitrato sodico (NaNO3) colocadas sobre un filtro de papel uniendo dos semiceldas.

Utilizando el ordenador como voltímetro, el extremo rojo (positivo) del sensor de voltaje esta en contacto con un metal y el extremo negro esta (negativo) esta en contacto con otro metal.

Comparando los valores de voltaje obtenidos para varias parejas de semicelda, y registrando que metal hace contacto con los terminales rojo(positivo) y negro (negativo), se puede establecer la secuencia del potencial de reducción de los metales empleados en esta experiencia.

RECUERDE:

- Utilice ropa protectora mientras utilice los reactivos.

- Siga las instrucciones de utilización del equipo.

- Deseche los reactivos y disoluciones según las instrucciones.

MATEARIALES:

Equipo necesario Cant. Reactivos y consumibles Cant.

Sensor de Voltaje (CI-6503 1 Filtro de papel, 11 cm de diámetro 1 hoja

Gotero o Pipeta 1 Papel de lija 1 hoja

Pinzas 1 par Nitrato sodico (NaNO3) 1.0 Molar 10 ml

Plato de Cristal, 15 cm por 15cm 1 Disoluciones de M12+,M22+,….M52+, 1 Molar 2 ml por celda

Muestras metálicas, 1cm por un 1cm, M1….M5 5

Tijeras 1 par

Ropa protectora

PARTE EXPERIMENTAL:

Utiliza el sensor de voltaje para medir la diferencia de potencial (voltaje) entre piezas diferentes de metales que constituyen una pila voltaica. Utilice el DataStudio para registrar, mostrar y analizar los datos.

PARTE I: CONFIGURACION DEL ORDENADOR

- Conecte el interfaz al ordenador, encienda el interfaz y el ordenador.

- Conecte la clavija DIN del Sensor de voltaje al canal analógico A del interfaz

- La recogida de Datos esta fijada en una medida por segundo (1 Hz).

- Se introducirán los números de cada combinación de metal-metal empleando para ello el ’teclado de muestreo’ en el DataStudio.

PARTE II: CALIBRADO DEL SENSOR Y MONTAJE DEL EQUIPO

- No se necesita calibrar el sensor de voltaje.

- Dibuje cinco pequeños círculos conectados por líneas sobre una pieza circular de papel de filtro como se muestra en el dibujo.

- Utilizando unas tijeras recorte cuñas entre los círculos tal y como se muestra en el dibujo.

- Etiquete los círculos: M1, M2, M3, M4 y M5. Sitúe el filtro de papel sobre el plato de cristal.

Esquema realizado en el primer laboratorio de Instrumentación:

POTENCIALES:

Utilizamos las diversas soluciones como las que se muestran en la figura, asi como también metales que se pueden apreciar que hacen el papel de electrodos.

- Consiga pequeñas piezas de los 5 metales designados abajo:

Numero M1 M2 M3 M4 M5

Metal Cobre Zinc Plomo Plata Hierro

- Lije cada pieza de metal por ambos lados. Sitúe cada pieza de metal junto al circulo de junto al circulo del filtro de papel que tiene el mismo numero.

- Vierta tres gotas de disolución sobre el en cada circulo correspondiente (M12+ en M1, etc.). A continuación sitúe la pieza de metal sobre las gotas de disolución correspondiente.

Numero M12+ M22+ M32+ M42+ M52+

Disolución Sulfato de Cobre Sulfato de Zinc Nitrato de Plomo Nitrato de Plata Sulfato de Hierro

- la parte superior de cada metal debe permanecer seca.

- Añada suficiente disolución de nitrato sodico (NaNO3) 1 molar para realizar un carril continuo sobre las líneas dibujadas sobre los círculos y el centro del papel de filtro.

- El filtro de papel deberá humedecerse con mas NaNO3 durante la experiencia.

PARTE III: RECOGIDA DE DATOS – METAL DE REFERNCIA: COBRE (M1)

- Haga clic sobre la información numérica para activarla. Desplácela en modo que pueda verla durante la recogida datos.

- Utilice M1 (Cobre) como metal de referencia.

- Se medirá el potencial de cuatro pilas conectando M1 a M2 (Cobre a Zinc), M1 a M3 (Cobre a Plomo), M1 a M4 (Cobre a Plata) y M1 a M5 (Cobre a Hierro).

- Cuando todo este listo, comience la recogida de datos. En el DataStudio, el boton EMPEZAR cambiara a GUARDAR.

- Ponga en contacto el Terminal rojo (+) del sensor de voltaje con una muestra de metal (ejemplo M1) y el Terminal negro (-) con la otra muestra de metal (por ejemplo M2).

- Si el voltaje desciende hasta 0.00 V, invierta los terminales del Sensor de voltaje, es decir cambien el Terminal rojo (+) por el Terminal negro (-).

- Espere 5 segundos. Registre que metal (cobre M1, o Zinc, M2) esta en contacto con Terminal rojo y que metal esta en contacto con Terminal negro. Haga clic en GUARDAR para registrar el voltaje en la tabla de datos.

- El voltaje aparecerá en la celda de la tabla junto a ’1’ en la columna de combinación.

- Utilice el mismo procedimiento para medir el potencial de las otras tres ‘celdas’ (piezas de metal) empleando el cobre , M1, como electrodo de referencia.

- En otras palabras

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